ОНИ ПОКОРИЛИ БЕЗДНУ Раскрыты подробности уникального эксперимента России в самой глубокой точке планеты
В освоении гидрокосмоса случился прорыв. 8 мая в Марианскую впадину — Бездну Челленджера — совершил прыжок российский автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д».
Беспилотник с искусственным интеллектом длиной 5,5 метра способен действовать автономно без внешнего управления, обходить препятствия, находить выход из пещер. Не связанный никаким кабелем с судном-носителем этот «малыш» может нырять на глубину 12 километров, выдерживать давление до 1000 атмосфер. Обследуя донную поверхность, может совершать броски до 100 километров. Что «Витязь» и доказал, погрузившись недавно в самую глубокую точку на планете.
О том, как проходило погружение, нам рассказали руководитель проекта Фонда перспективных исследований Сергей ЛАПСАРЬ, заместитель руководителя направления физико-технических исследований ФПИ Виктор ЛИТВИНЕНКО и главный конструктор ЦКБ МТ «Рубин» Дмитрий СЕМЕНОВ.
«Это колоссальное давление — представьте, что вы держите легковой автомобиль на кончике указательного пальца!»
— Можно сказать, что это было победное погружение? Марианская впадина наша!
— Безусловно, это событие стало победным. Поставлен мировой рекорд по глубине погружения для автономных необитаемых подводных аппаратов, продемонстрирован высокий научно-технический потенциал российской судостроительной отрасли, — говорит заместитель руководителя направления физико-технических исследований Фонда перспективных исследований Виктор Литвиненко. — Наши специалисты в кратчайшие сроки смогли создать уникальный комплекс, способный работать на экстремальных глубинах Мирового океана.
— В чем уникальность этого погружения? Ранее в этом районе уже работали аппараты Kaiko (Япония) и Nereus (США).
— В отличие от аппаратов Kaiko и Nereus, «Витязь-Д» работал на дне в автономном режиме, аппарат не был связан кабелем с судном-носителем, — говорит главный конструктор ЦКБ МТ «Рубин» Дмитрий Семенов. — Это уже другой уровень технологий, которые позволяют аппарату выполнять более масштабные задачи. В Марианской впадине не просто впервые побывал полностью автономный аппарат, в Марианскую впадину впервые погрузились технологии искусственного интеллекта.
— «Витязь» преодолел более десяти километров глубины и сильнейшее давление. Были уверены в технике?
— Давление на 10-километровой глубине составляет около тонны на квадратный сантиметр. Мы закладывали в конструкцию предел прочности, обеспечивающий работу при давлении 1200–1300 килограммов на квадратный сантиметр, что соответствует глубинам в 12–13 километров, — объясняет Сергей Лапсарь. — А это колоссальное давление — представьте, что вы держите легковой автомобиль на кончике указательного пальца! В технике мы были уверены. Как уже говорили, все элементы конструкции, как по отдельности, так и в собранном виде прошли испытания на гидравлическом стенде.
Но в определенной мере для нас это был шаг в неизвестность, поэтому некоторые технические моменты нас все-таки тревожили. Связь с аппаратом осуществлялась по гидроакустическому каналу, и еще в самом начале реализации проекта у нас были некоторые сомнения в том, что гидроакустика сможет нормально работать на такой глубине. Но связь в Марианской впадине отработала штатно. Здесь, конечно, стоит отдать должное нашим коллегам из Института проблем морских технологий ДВО РАН и НИИ гидросвязи «Штиль», которые совместными усилиями создали исключительно надежный буксируемый антенный комплекс, прекрасно показавший себя на всех глубинах погружения аппарата.
Российский автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д».
Судно-носитель «Фотий « Фотий Крылов» » на борту с « «Витязем». » Виктор Литвиненко и Дмитрий Семенов.
«В радиусе 5–10 километров находились одновременно три флага трех ведущих сверхдержав»
— Как проходило погружение? Был ли перед этим совершен на удачу некий обряд? С какими словами отправили «Витязя» в гидрокосмос?
— Времени на проведение обряда у нас не было — погружение началось спустя два часа после прибытия «Фотия Крылова» в точку, — говорит Виктор Литвиненко. — Спуск «Витязя» проходил в сложных условиях — в темное время суток при трехбалльном волнении и сильном ветре. Хотя напутственные слова всей команде были сказаны — от каждого требовалась максимальная собранность и отдача.
Но все, к счастью, прошло успешно. За месяц мы успели произвести несколько погружений в других районах, поэтому действия экипажа судна и представителей
организаций разработчиков были отточены до автоматизма.
— Мы погружались в районе Марианского желоба, для которого на навигационной карте была указана глубина 11 022 метра. И полученные данные с аппарата нас несколько озадачили, — рассказывает Дмитрий Семенов. — Сначала возникли сомнения в корректности работы датчиков глубины или возможных аномалиях рельефа дна, но на следующий день в этой же точке мы погрузили вспомогательное оборудование и с помощью акустических методов измерения получили очень похожую глубину. Мы ни в коем случае не ставим под сомнение результаты замеров глубины судном «Витязь» в 1957 году, ведь для их проверки необходимо тщательно протралить весь район с использованием более точной аппаратуры. Но не исключено, что за минувшие 60 лет произошло изменение морского дна. В пользу этой версии говорит и тот факт, что во время погружения мы столкнулись с мощным придонным течением.
— Достаточно активную жизнь комплекс увидел в Филиппинском море на глубине 5200 метров. Это были креветки и другие организмы, — говорит Виктор Литвиненко. — Что касается Марианской впадины, то фото и видеокамеры зафиксировали небольшие движущиеся объекты. Сейчас материалы фото- и видеосъемки обрабатываются совместно с учеными. Результаты будут полезны для дальнейших исследований.
— Было что-то мистическое в районе Бездны Челленджера?
— Ничего мистического в районе мы не наблюдали, зато был очень символичный момент, — заинтриговывает Виктор Литвиненко. — В точке погружения мы встретили китайское исследовательское судно, а на следующий день в район прибыл американский крейсер «Банкер Хилл». Три флага трех ведущих сверхдержав одновременно находились в этом крошечном районе Мирового океана с радиусом в 5–10 километров. Это говорит о том, что гидрокосмос постепенно превращается в зону переплетения глобальных интересов. Поэтому упускать технологическое первенство в вопросах освоения морских глубин нам ни в коем случае нельзя.
«Получали телеметрию каждые 3 минуты»
— Какую функцию выполняла глубоководная донная станция и аппаратура пункта управления?
— Глубоководная донная станция — это вспомогательное оборудование, по сути гидроакустический маяк, который дополнительно позволяет «Витязю» с высокой точностью определять свои координаты и в случае необходимости, корректировать маршрут движения, — объясняет Виктор Литвиненко. — Кроме этого станция оснащена набором собственных датчиков и аппаратурой для фото- и видеосъемки.
Аппаратура пункта управления состоит из двух портативных компьютеров. Система работает по принципу эха в горах. «Витязь» принимает соответствующий сигнал от буксируемой антенны, обрабатывает его по определенному алгоритму и излучает в обратную сторону. По времени прохождения этих сигналов в одну и другую сторону рассчитывается наклонная дальность, таким образом мы понимаем насколько далеко аппарат находится от нас. При этом в самом сигнале зашифрована телеметрическая информация о состоянии аппарата, заряде аккумуляторных батарей, о шаге выполнения программы миссии, о текущем состоянии всех его компонентов, состоянии среды, глубине, давлении, плотности воды и скорости звука. Вся эта информация передается практически в режиме онлайн, периоды передачи можно выставить любые. В Марианской впадине мы получали телеметрию каждые 3 минуты.
При необходимости в процессе выполнения миссии оператор может активировать или деактивировать те или иные функции аппарата или отдать команду на экстренное всплытие.
— Что может делать «Витязь» благодаря технологиям искусственного интеллекта?
— Благодаря технологиям искусственного интеллекта аппарат обладает достаточно высокой степенью самостоятельности, — говорит главный конструктор ЦКБ МТ «Рубин» Дмитрий Семенов. — В частности, аппарат способен в автономном режиме преодолевать препятствия. «Витязь» оснащен системой освещения подводной обстановки. И если она видит препятствия, то в работу вступает искусственный интеллект, и система управления аппарата корректирует траекторию движения. Также элементы искусственного интеллекта применены в навигационной системе аппарата, которые позволяют ему самостоятельно поддерживать заданную глубину погружения и маршрут движения.
Высокая автономность в первую очередь позволяет аппарату обследовать значительные площади донной поверхности, ведь он не связан кабелем с судномносителем. В зависимости от глубины и скорости дальность хода «Витязя» может составлять около 100 километров. Основным средством технического зрения аппарата являются гидролокаторы бокового обзора, которые в зависимости от режима использования сканируют полосу дна шириной от 100 до нескольких сотен метров.
Результат съемки напоминает чернобелую фотографию, на которой вполне различимы очертания объектов, находящихся на дне, или рельеф донной поверхности.
И, конечно, высокая автономность аппарата, когда оператор практически не вмешивается в процесс выполнения миссии, исключает возможность возникновения нештатных ситуаций по вине человеческого фактора, что в конечном итоге делает комплекс более надежным.
— Как отметили День Победы?
— Погружение проходило с 8 на 9 мая. Все, кто участвовал в проведении эксперимента, фактически не спали более суток, поэтому в День Победы провели небольшой импровизированный митинг, — говорит Виктор Литвиненко.
— «Витязь» создан в основном для оборонки? Где он еще может найти применение?
— Мы рассматриваем комплекс как универсальную платформу, которая в зависимости от используемой полезной нагрузки может решать как оборонные задачи, так и выполнять сугубо гражданские миссии — научные исследования, поиск полезных ископаемых, картографирование дна и так далее, — поясняет Дмитрий Семенов. — «Витязь» также может быть полезен для первоочередных этапов поисковых операций. Здесь я бы хотел напомнить историю с поиском «черных ящиков» пропавшего в 2009 году Атлантическом океане самолета А330. Такие аппараты с помощью гидролокаторов бокового обзора способны различать на дне в ходе многокилометрового поиска интересующие нас крупные объекты, а дальше, когда мы находим принципиальную точку на дне, в дело должны вступать другие технологии, вроде телеуправляемых аппаратов с манипуляторами и так далее.
ЧСветлана САМОДЕЛОВА.